0175-带式运输机传动装置的同轴式二级圆柱齿轮减速器设计【全套6张CAD图+说明书】
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圆柱齿轮
减速器
设计
全套
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摘要
齿轮传动是现代机械中应用最广的一种传动形式。它的主要优点是：
① 瞬时传动比恒定、工作平稳、传动准确可靠，可传递空间任意两轴之间的运动和动力；
② 适用的功率和速度范围广；
③ 传动效率高，η=0.92-0.98；
④ 工作可靠、使用寿命长；
⑤ 外轮廓尺寸小、结构紧凑。由齿轮、轴、轴承及箱体组成的齿轮减速器,用于原动机和工作机或执行机构之间,起匹配转速和传递转矩的作用,在现代机械中应用极为广泛。
国内的减速器多以齿轮传动、蜗杆传动为主，但普遍存在着功率与重量比小，或者传动比大而机械效率过低的问题。另外，材料品质和工艺水平上还有许多弱点，特别是大型的减速器问题更突出，使用寿命不长。国外的减速器，以德国、丹麦和日本处于领先地位，特别在材料和制造工艺方面占据优势，减速器工作可靠性好，使用寿命长。但其传动形式仍以定轴齿轮传动为主，体积和重量问题，也未解决好。
当今的减速器是向着大功率、大传动比、小体积、高机械效率以及使用寿命长的方向发展。减速器与电动机的连体结构，也是大力开拓的形式，并已生产多种结构形式和多种功率型号的产品。近十几年来,由于近代计算机技术与数控技术的发展，使得机械加工精度，加工效率大大提高，从而推动了机械传动产品的多样化，整机配套的模块化，标准化，以及造型设计艺术化，使产品更加精致，美观化。
在21世纪成套机械装备中,齿轮仍然是机械传动的基本部件。CNC机床和工艺技术的发展,推动了机械传动结构的飞速发展。在传动系统设计中的电子控制、液压传动、齿轮、带链的混合传动,将成为变速箱设计中优化传动组合的方向。在传动设计中的学科交叉,将成为新型传动产品发展的重要趋势。
关键字：减速器 轴承 齿轮 机械传动
- 内容简介：
-
外文翻译 1 a of s a .2 kW kW in It is in a up to 列驱动器具有独一无二的性能：在多样的机械设计应用中具有统一的设计标准，功率从 000具有两大完全独立而又可以很好地互相协调的系列：应用于高动态响应循环机械控制的运动控制(和应用于复杂连续生产过程的矢量控制 (这些驱动器几乎覆盖了所有的应用领域。适合于 .2 kW 50 be in C - 运动控制驱动器 50且通过了 外，运动控制驱动器具有很宽的电压使用范围，这使得它能够在世界各地使用。 外文翻译 2 f a is a is of an It is no it to It is a to it is It is to 如果您需要控制循环周期短而且高精度、高动态响应的控制系统，那么您应该仔细考虑一下 C 运动控制驱动器。这种驱动器是智能控制系统的一部分。它能够实现机动、灵活和高效的驱动控制，其性能远远超过同类变频系统。在同步驱动器领域，运动控制确立的全球伺服标准也已经有很 多年了。这是一种工程造价成本低、控制精确度高、应用灵活的驱动系统，它已经在全世界范围内广泛应用，而且它是完全智能化的控制系统，它能保证您的生产系统在运行中具有很高的动态响应。 1st 2 An to an 300 % 50 50 a is 5 mm 260 mm 60 mm be in or on is be no 外文翻译 3 be a be to of to be O up 00 01, .6 to 01 - up 00 高动态响应，一流的灵活性和精确性： 2位数字控制技术。 高过载因数能帮助您处理高难度的应用问题： 25000%的过载能力。 高性能，小体积：例如一个功率为 6045 360以很容易地安装于 300 集成式安全保护装置保障了所有功能的安全应用：具有的 安全停止 功能，已经通过了一个安全生产调整部门的鉴定。 软件：灵活运用 们可被应用于所有必要的开环和闭环控制。 能使循环运行的机器具有更高的动态响应，提高了的动态响应允许电流和转速控制器在 的计算时间减少到 100 微秒，而工艺软件和自由功能模块 (例如 计算时间在 秒之内。这些高性能已经与新一代的运动控制系统 可以满足所有应用要求 外文翻译 4 达 200个驱动器的同步控制 If up 000 on to C be a no is 量控制模块：能够使您的机器设备与众不同的驱动系统 于额定驱动功率高达 6000对自动控制和驱动技术的要求都很高。作为已经在世界范围内取得了巨大成功的驱动系统， 量控制模块将是您的正确选择。您会选择一个与众不同的驱动系统，它可以动态、高效、二灵活的应用于所有领域。 is in A is up to S kW 000 a a it to nd 控制原理是独一无二的： 外文翻译 5 从驱动器的过程控制刀自动控制都采用了一个专门的工程管理工具 S 功率范围从 000用了独创性的控制原理、独创性的参数配置和独创性的操作控制概念 It is to it to In a in to be of in - S - S - S : - in - - C - - - of No no - 100/400 - BC BP an 外文翻译 6 - - B2 to - an 就控制精度、控制可靠性以及对电网无干扰的主动性前端（ 术的实用性而言， 量控制领先于所有对手。而 合化、集成化和智能化时期可以灵活的满足各种机械和应用需求 ，使机器设备的生产能力达到最高。简而言之 球化的应用能力、高精确度、应用的灵活性和绝佳的应用表现 需要控制系统与自动化生产系统整体上保持完美的协调。 以处理所有驱动问题的通用驱动器。不但可以对三项感应电动机进行驱动控制，可控电压高达 690V，同时模块化的嵌入式操作单元卡，继承的自由功能模块使您的驱动方案更加灵活。 论在包装工业、印刷业、造纸业，还是木材加工 业、纺织业、制造业、传输技术和高梁机架设备领域， 量控制都能提供具有很高生产效率的驱动解决方案。其原因是模块化的系统可以服务于所有的工业部门，它完全可以提供一个高成本效益的解决方案。 积最小，功率密度高。 安全集成工艺，确保功能的安全性 - S - S 由的配置您的驱动功能 - S 将友好的用户界面集成 到 系统 模块化设计，为每一种驱动概念都提供安全保证 出色的通讯装置，保持完全的开放型： - 实现了各种自动化环境中的最佳连接 外文翻译 7 - 通过 - - 可以进行快速现场调试和诊断的智能化操作面板 分布式智能内核，可用于所有任务的功能模块 - 具有最高动态响应和分布式智能化的 量控制驱动器 - 用于开环和闭环控制以及 带有逻辑功能的综合 功能范围广泛的扩展模板，使用于各种应用 - 用 300/ - 通用通讯模板 - 通过 用 - 用 - 使用外部脉冲编码器设置控制参考点的 We a so We a we we us so is up to 在全球范围内，您都可以以来西门子的可靠技术。我们提供了完善的供应和售后服务系统，以保证 们的目标是：对于我们的各种产品，不但交货时间短，而且订货手续简单。另外，我们建立了综合性的全球服务访罗， 可以为个人提供培训服务，并且随时随地为您提供技术支持，以保证您的驱动系统总能正常工作。我们可以为您提供现场的服务或及电话支持。 11: nd 外文翻译 8 611 to of on 11：给您的机械设备带来最大的生产力和最高的灵活性！ 用 611变频系统，可以配合使用多种不同的驱动系统，并且可以很容易地对它们进行适配，以满足必要的驱动性能和机器轴数。 11 is a as as on to at 11是一种模块化晶体管脉冲变频器，可以实现多轴以及组合驱动解决方案。基于其模块化设计，使用 以提供根据驱动任务而量身定做的灵活而经济的驱动解决方案。 11由几个功能模块组成。电源馈电模块可以提供最大 120 前，已经有上百万个驱动器采用了 11系统进行驱动控制，尤其是机床行业。 11 各种应用场合提供理想的驱动解决方案，包括印刷、包装、塑料工业、玻璃工业、陶瓷和石材加工工业中的加工机器，以及冲压机、材料装卸、输送和运输设备。 to of E, a of 11 is in as 11 in a 外文翻译 9 In up 4 in of - 11已通过 用于多种输入电压等级，全球通用。 了传统的速度和转矩控制等驱动功能以外， 11 而减轻控制器的负担。在进给程序段编辑器中，每个轴可以以纯文本的方式最多保存 64 个独立的进给程序段。采用用户友好的调试工具 ，在调试过程中即可很容易地进行程序段的输入和保存。 be to 11 of of or or be or an on 11 is in a 2 is - of 00V,3 15V, 3 80V - N - in to (16 KW I/RF a of - by of 外文翻译 10 - is - - - in 用 11 以控制所有类型的电机 应电机、直线电机或扭矩电机 据应用需要，感应电机还可选装编码器。使用 11，即使双轴应用，结构也极为紧凑，除了单轴应用以外 ， 11还提供有双轴驱动型号。它使用双轴电源模块，结构极为紧凑。 模块化 是 11的设计宗旨 可连接全球各种电网 - 电源电压范围宽， 3 00 V， 3 ， 3 80 V - 可以直接在 - 通过使用用于 I/16 的电源滤波器，还可在通用的电流选择性保护设备上运行。 I/高运行安全性，降低系统扰动 o 通过闭环电源接口模块供电 ,驱动轴的运行不受电源扰动影响。 o 在制动过程中， 多余电能将被反馈到电网中，实现节电功能 外文翻译 11 不同的冷却方式，极力满足各种需要对于 I/供有以下冷却方式： o 内部散热 o 外部散热 o 风道散热 单轴型和双轴型 11 入式闭环控制单元直接测量系统。 所有数据军安全的保存在一个数据包中 安全停机功能 户化的最佳机器连接 be to 11 11be P or AN P, s - S it S to S of to or as a by P. 外文翻译 12 n to 10V 22) 一流的驱动系统应灵活适配各种自动化 解决方案。不管是集成在 统还是集成在其它自动化系统， 11 通过 球最成功的现场总线标准 能强大的调试工具。这种基于5/98/000/以以简单的菜单提示界面提供调试功能、维修信息以及在线帮助 S 使全集成自动化成为可能：使用 11 以将驱动技术更容易、更便捷、更经济地集成在 动化环境中 S 往全集成自动化之路。调试，参数配置，跟踪和故障分析 S 置通讯 S 定位控制：通过 的功能强大的进给程序段编辑器可以非常简便地实现 - 凸轮，返回参考点或带有可配置偏移量的零点标记 - 作为通过信号、终端 / 轴的耦合：使用 11 可以使用部驱动系统以及内部双轴模块都可进行联接。通过 果使用终端联接，实际位置可以通过可选方向增量式轴角编码器接口进行联接，或通过集成的模拟量输入 /输出接口进行扭矩耦合。 外文翻译 13 n 功能：使用 n功能，可以将轴的位置作为目标位置直接输入到规定的进给程序段中。例如，使 用 /或 增量式能，可以将轴驱动到所需的位置上。然后，将命令保存在进给程序段编辑器中。由此可以很容易地将这一已知位置传递到进给程序中。 与上位控制系统的通用接口 o 模拟接口 10V，用于设定点输入 (转速 /转距设定点 ) o 起动锁定 功能接口 o 使用 以将 11 o 11 to it is we a to of to we a Do a or or a in 我们的技术是全球可以信赖的技术为了确保 11 门子公司提供了一个先进的物流系统，以保证全球范围内的简单订货和及时交货。为了保证工程现场的一切工作都能顺利进行，我们提供了遍布球的服务网络。如果您需要产品专家或维修专家，或者只是有一个问题，都可以与我们 的服务和支持团队进行联系。 I 摘要 齿轮传动是现代机械中应用最广的一种传动形式。它的主要优点是： 瞬时传动比恒定、工作平稳、传动准确可靠，可传递空间任意两轴之间的运动和动力； 适用的功率和速度范围广； 传动效率高， = 工作可靠、使用寿命长； 外轮廓尺寸小、结构紧凑。由齿轮、轴、轴承及箱体组成的齿轮减速器 ,用于原动机和工作机或执行机构之间 ,起匹配转速和传递转矩的作用 ,在现代机械中应用极为广泛。 国内的减速器多以齿轮传动、蜗杆传动为主，但普遍存在着功率与重量比小，或者传动比大而机械效率过低的问题。另外，材料品质和工艺水 平上还有许多弱点，特别是大型的减速器问题更突出，使用寿命不长。国外的减速器，以德国、丹麦和日本处于领先地位，特别在材料和制造工艺方面占据优势，减速器工作可靠性好，使用寿命长。但其传动形式仍以定轴齿轮传动为主，体积和重量问题，也未解决好。 当今的减速器是向着大功率、大传动比、小体积、高机械效率以及使用寿命长的方向发展。减速器与电动机的连体结构，也是大力开拓的形式，并已生产多种结构形式和多种功率型号的产品。近十几年来 ,由于近代计算机技术与数控技术的发展，使得机械加工精度，加工效率大大提高，从而推动了机械传动产品 的多样化，整机配套的模块化，标准化，以及造型设计艺术化，使产品更加精致，美观化。 在 21世纪成套机械装备中 ,齿轮仍然是机械传动的基本部件。 推动了机械传动结构的飞速发展。在传动系统设计中的电子控制、液压传动、齿轮、带链的混合传动 ,将成为变速箱设计中优化传动组合的方向。在传动设计中的学科交叉 ,将成为新型传动产品发展的重要趋势。 关键字： 减速器 轴承 齿轮 机械传动 s to is a of to a in E: to to in a to of of to an = is is toa or to a of is in to to or to a on s is t of be in to a in it to a to to to as t he a to is to to of is of to in a of an to a to of of a a 1 is a to a a to to to to to in to to to of to to a to in to to a of is in a of 录 引言 1 传动方案的拟定及说明 4 电动机的选择 6 计算传动装置的运动和动力参数 7 传动件的设计计算 8 轴的设计计算 12 滚动轴承的选择及计算 18 键联接的选择及校核计算 20 连轴器的选择 21 减速器附件的设计 22 润滑与密封 23 结果与讨论 25 设计小结 28 参考资料目录 29 V 外文翻译 1 a of s a .2 kW kW in It is in a up to 列驱动器具有独一无二的性能：在多样的机械设计应用中具有统一的设计标准，功率从 000具有两大完全独立而又可以很好地互相协调的系列：应用于高动态响应循环机械控制的运动控制(和应用于复杂连续生产过程的矢量控制 (这些驱动器几乎覆盖了所有的应用领域。适合于 .2 kW 50 be in C - 运动控制驱动器 50且通过了 外，运动控制驱动器具有很宽的电压使用范围，这使得它能够在世界各地使用。 外文翻译 2 f a is a is of an It is no it to It is a to it is It is to 如果您需要控制循环周期短而且高精度、高动态响应的控制系统，那么您应该仔细考虑一下 C 运动控制驱动器。这种驱动器是智能控制系统的一部分。它能够实现机动、灵活和高效的驱动控制，其性能远远超过同类变频系统。在同步驱动器领域，运动控制确立的全球伺服标准也已经有很 多年了。这是一种工程造价成本低、控制精确度高、应用灵活的驱动系统，它已经在全世界范围内广泛应用，而且它是完全智能化的控制系统，它能保证您的生产系统在运行中具有很高的动态响应。 1st 2 An to an 300 % 50 50 a is 5 mm 260 mm 60 mm be in or on is be no 外文翻译 3 be a be to of to be O up 00 01, .6 to 01 - up 00 高动态响应，一流的灵活性和精确性： 2位数字控制技术。 高过载因数能帮助您处理高难度的应用问题： 25000%的过载能力。 高性能，小体积：例如一个功率为 6045 360以很容易地安装于 300 集成式安全保护装置保障了所有功能的安全应用：具有的 安全停止 功能，已经通过了一个安全生产调整部门的鉴定。 软件：灵活运用 们可被应用于所有必要的开环和闭环控制。 能使循环运行的机器具有更高的动态响应，提高了的动态响应允许电流和转速控制器在 的计算时间减少到 100 微秒，而工艺软件和自由功能模块 (例如 计算时间在 秒之内。这些高性能已经与新一代的运动控制系统 可以满足所有应用要求 外文翻译 4 达 200个驱动器的同步控制 If up 000 on to C be a no is 量控制模块：能够使您的机器设备与众不同的驱动系统 于额定驱动功率高达 6000对自动控制和驱动技术的要求都很高。作为已经在世界范围内取得了巨大成功的驱动系统， 量控制模块将是您的正确选择。您会选择一个与众不同的驱动系统，它可以动态、高效、二灵活的应用于所有领域。 is in A is up to S kW 000 a a it to nd 控制原理是独一无二的： 外文翻译 5 从驱动器的过程控制刀自动控制都采用了一个专门的工程管理工具 S 功率范围从 000用了独创性的控制原理、独创性的参数配置和独创性的操作控制概念 It is to it to In a in to be of in - S - S - S : - in - - C - - - of No no - 100/400 - BC BP an 外文翻译 6 - - B2 to - an 就控制精度、控制可靠性以及对电网无干扰的主动性前端（ 术的实用性而言， 量控制领先于所有对手。而 合化、集成化和智能化时期可以灵活的满足各种机械和应用需求 ，使机器设备的生产能力达到最高。简而言之 球化的应用能力、高精确度、应用的灵活性和绝佳的应用表现 需要控制系统与自动化生产系统整体上保持完美的协调。 以处理所有驱动问题的通用驱动器。不但可以对三项感应电动机进行驱动控制，可控电压高达 690V，同时模块化的嵌入式操作单元卡，继承的自由功能模块使您的驱动方案更加灵活。 论在包装工业、印刷业、造纸业，还是木材加工 业、纺织业、制造业、传输技术和高梁机架设备领域， 量控制都能提供具有很高生产效率的驱动解决方案。其原因是模块化的系统可以服务于所有的工业部门，它完全可以提供一个高成本效益的解决方案。 积最小，功率密度高。 安全集成工艺，确保功能的安全性 - S - S 由的配置您的驱动功能 - S 将友好的用户界面集成 到 系统 模块化设计，为每一种驱动概念都提供安全保证 出色的通讯装置，保持完全的开放型： - 实现了各种自动化环境中的最佳连接 外文翻译 7 - 通过 - - 可以进行快速现场调试和诊断的智能化操作面板 分布式智能内核，可用于所有任务的功能模块 - 具有最高动态响应和分布式智能化的 量控制驱动器 - 用于开环和闭环控制以及 带有逻辑功能的综合 功能范围广泛的扩展模板，使用于各种应用 - 用 300/ - 通用通讯模板 - 通过 用 - 用 - 使用外部脉冲编码器设置控制参考点的 We a so We a we we us so is up to 在全球范围内，您都可以以来西门子的可靠技术。我们提供了完善的供应和售后服务系统，以保证 们的目标是：对于我们的各种产品，不但交货时间短，而且订货手续简单。另外，我们建立了综合性的全球服务访罗， 可以为个人提供培训服务，并且随时随地为您提供技术支持，以保证您的驱动系统总能正常工作。我们可以为您提供现场的服务或及电话支持。 11: nd 外文翻译 8 611 to of on 11：给您的机械设备带来最大的生产力和最高的灵活性！ 用 611变频系统，可以配合使用多种不同的驱动系统，并且可以很容易地对它们进行适配，以满足必要的驱动性能和机器轴数。 11 is a as as on to at 11是一种模块化晶体管脉冲变频器，可以实现多轴以及组合驱动解决方案。基于其模块化设计，使用 以提供根据驱动任务而量身定做的灵活而经济的驱动解决方案。 11由几个功能模块组成。电源馈电模块可以提供最大 120 前，已经有上百万个驱动器采用了 11系统进行驱动控制，尤其是机床行业。 11 各种应用场合提供理想的驱动解决方案，包括印刷、包装、塑料工业、玻璃工业、陶瓷和石材加工工业中的加工机器，以及冲压机、材料装卸、输送和运输设备。 to of E, a of 11 is in as 11 in a 外文翻译 9 In up 4 in of - 11已通过 用于多种输入电压等级，全球通用。 了传统的速度和转矩控制等驱动功能以外， 11 而减轻控制器的负担。在进给程序段编辑器中，每个轴可以以纯文本的方式最多保存 64 个独立的进给程序段。采用用户友好的调试工具 ，在调试过程中即可很容易地进行程序段的输入和保存。 be to 11 of of or or be or an on 11 is in a 2 is - of 00V,3 15V, 3 80V - N - in to (16 KW I/RF a of - by of 外文翻译 10 - is - - - in 用 11 以控制所有类型的电机 应电机、直线电机或扭矩电机 据应用需要，感应电机还可选装编码器。使用 11，即使双轴应用，结构也极为紧凑，除了单轴应用以外 ， 11还提供有双轴驱动型号。它使用双轴电源模块，结构极为紧凑。 模块化 是 11的设计宗旨 可连接全球各种电网 - 电源电压范围宽， 3 00 V， 3 ， 3 80 V - 可以直接在 - 通过使用用于 I/16 的电源滤波器，还可在通用的电流选择性保护设备上运行。 I/高运行安全性，降低系统扰动 o 通过闭环电源接口模块供电 ,驱动轴的运行不受电源扰动影响。 o 在制动过程中， 多余电能将被反馈到电网中，实现节电功能 外文翻译 11 不同的冷却方式，极力满足各种需要对于 I/供有以下冷却方式： o 内部散热 o 外部散热 o 风道散热 单轴型和双轴型 11 入式闭环控制单元直接测量系统。 所有数据军安全的保存在一个数据包中 安全停机功能 户化的最佳机器连接 be to 11 11be P or AN P, s - S it S to S of to or as a by P. 外文翻译 12 n to 10V 22) 一流的驱动系统应灵活适配各种自动化 解决方案。不管是集成在 统还是集成在其它自动化系统， 11 通过 球最成功的现场总线标准 能强大的调试工具。这种基于5/98/000/以以简单的菜单提示界面提供调试功能、维修信息以及在线帮助 S 使全集成自动化成为可能：使用 11 以将驱动技术更容易、更便捷、更经济地集成在 动化环境中 S 往全集成自动化之路。调试，参数配置，跟踪和故障分析 S 置通讯 S 定位控制：通过 的功能强大的进给程序段编辑器可以非常简便地实现 - 凸轮，返回参考点或带有可配置偏移量的零点标记 - 作为通过信号、终端 / 轴的耦合：使用 11 可以使用部驱动系统以及内部双轴模块都可进行联接。通过 果使用终端联接，实际位置可以通过可选方向增量式轴角编码器接口进行联接，或通过集成的模拟量输入 /输出接口进行扭矩耦合。 外文翻译 13 n 功能：使用 n功能，可以将轴的位置作为目标位置直接输入到规定的进给程序段中。例如，使 用 /或 增量式能，可以将轴驱动到所需的位置上。然后，将命令保存在进给程序段编辑器中。由此可以很容易地将这一已知位置传递到进给程序中。 与上位控制系统的通用接口 o 模拟接口 10V，用于设定点输入 (转速 /转距设定点 ) o 起动锁定 功能接口 o 使用 以将 11 o 11 to it is we a to of to we a Do a or or a in 我们的技术是全球可以信赖的技术为了确保 11 门子公司提供了一个先进的物流系统，以保证全球范围内的简单订货和及时交货。为了保证工程现场的一切工作都能顺利进行，我们提供了遍布球的服务网络。如果您需要产品专家或维修专家，或者只是有一个问题，都可以与我们 的服务和支持团队进行联系。 毕 业 设 计 任 务 书 毕业设计题目 设计一用于带式运输机传动装置中的同轴式二级圆柱齿轮减速器 指导教师 职称 专业名称 班级 学生姓名 学号 设计要求 1 完成资料翻译一份（ 3000字以上） 2 完成毕业设计调研报告一份 3 完成设计说明书一份 4 完成相关的图纸 完成毕业课题的计划安排 序号 内容 时间安排 1 外文资料翻译 搜集相关资料完成调研报告 进行传动机构的设计及电机的选择，完成图纸的绘制。 整理毕业设计说明书并定稿，准备答辩 答辩 答辩提交资料 外文资料翻译，毕业设计调研报告， 毕业设计说明书，相关图纸。 计划答辩时间 1 引言 国外减速器现状 ?齿轮减速器在各行各业中十分广泛地使用着，是一种不可缺少的机械传动装置。当前减速器普遍存在着体积大、重量大，或者传动比大而机械效率过低的 问 国外的减速器，以德国、丹麦和日本处于领先地位，特别在材料和制造工艺方面占据优势，减速器工作可靠性好，使用寿命长。但其传动形式仍以定轴齿轮传动为主，体积和重量问题，也未解决好。最近报导，日本住友重工研制的 国 传动原理和结构上与本项目类似或相近，都为目前先进的齿轮减速器。当今的减速器是向 着大功率、大传动比、小体积、高机械效率以及使用寿命长的方向发展。因此，除了不断改进材料品质、提高工艺水平外，还在传动原理和传动结构上深入探讨和创新，平动齿轮传动原理的出现就是一例。减速器与电动机的连体结构，也是大力开拓的形式，并已生产多种结构形式和多种功率型号的产品。目前，超小型的减速器的研究成果尚不明显。在医疗、生物工程、机器人等领域 中，微型发动机已基本研制成功，美国和荷兰近期研制 分子发动机的尺寸在纳米级范 围 如能辅以纳米级的减速器，则应用前景远大。 1 国内减速器现状 ?国内的减速器多以齿轮传动、蜗杆传动为 主，但普遍存在着功率与重量比小，或者传动比大而机械效率过低的问题。另外，材料品质和工艺水平上还有许多弱点，特别是大型的减速器问题更突出，使用寿命不长。国内使用的大型减速器（ 500多从国外（如丹麦、德国等）进口，花去不少的外汇。 60年代开始生产的少齿差传动、摆线针轮传动、谐波传动等减速器具有传动比大，体积小、机械效率高等优点 ?。但受其传动的理论的限制，不能传递过大的功率，功率一般都要小于 40于在传动的理论上、工艺水平和材料品质方面没有突破，因此，没能从根本上解决传递功率大、传动比大、体积小 、重量轻、机械效率高等这些基本要求。 90年代初期，国内出现的三环（齿轮）减速器，是一种外平动齿轮传动的减速器，它可实现较大的传动比，传递载荷的能力也大。它的体积和重量都比定轴齿轮减速器轻，结构简单，效率亦高。由于该减速器的三轴平行结构，故使功率 /体积（或重量）比值仍小。且其输入轴与输出轴不在同一轴线上，这在使用上有许多不便。北京理工大学研制成功的 内平动齿轮减速器 不仅具有三环减速器的优点外，还有着大的功率 /重量（或体积）比值，以及输入轴和输出轴在同一轴线上的优点，处于国内领先地位。国内有少数高等学校和厂矿 企业对平动齿轮传动中的某些原理做些研究工作，发表过一些研究论文，在利用摆线齿轮作平动减速器开展了一些工作。二、平动齿轮减速器工作原理简介 ,平动齿轮减速器是指一对齿轮传动中，一个齿轮在平动发生器的驱动下作平面平行运动，通过齿廓间的啮合，驱动另一个齿轮作定轴减速转动，实现减速传动的作用。平动发生器可采用平行四边形机构，或正弦机构或十字滑块机构。本成果采用平行四边形机构作为平动发生器。平动发生器可以是虚拟的采用平行四边形机构，也可以是实体的采用平行四边形机构。有实 2 用价值的平动齿轮机构为内啮合齿轮机构，因此又可以分 为内齿轮作平动运动和外齿轮作平动运动两种情况。外平动齿轮减速机构，其内齿轮作平动运动，驱动外齿轮并作减速转动输出。该机构亦称三环（齿轮）减速器。由于内齿轮作平动，两曲柄中心设置在内齿轮的齿圈外部，故其尺寸不紧凑，不能解决体积较大的问题。 ?内平动齿轮减速，其外齿轮作平动运动，驱动内齿轮作减速转动输出。由于外齿轮作平动，两曲柄中心能设置在外齿轮的齿圈内部，大大减少了机构整体尺寸。由于内平动齿轮机构传动效率高、体积小、输入输出同轴线，故由广泛的应用前景。 ? 三、本项目的技术特点与关键技术 ? 本新型的 内平动齿轮减速器 与国内外已有的齿轮减速器相比较，有如下特点：（ 1）传动比范围大，自I=10 起，最大可达几千。若制作成大传动比的减速器，则更显示出本减速器的优点。（ 2）传递功率范围大：并可与电动机联成一体制造。（ 3）结构简单、体积小、重量轻。比现有的齿轮减速器减少 1/3左右。（ 4）机械效率高。啮合效率大于 95%，整机效率在 85%以上，且减速器的效率将不随传动比的增大而降低，这是别的许多减速器所不及的。 （ 5）本减速器的输入轴和输出轴是在同一轴线上。本减速器与其它减速器的性能比较见表 1。因缺少数据， 表中所列的各减速器的功率 /重量比是最优越的。 ?表 1?各类减速器比较 型号 功率（ 减速比 质量（ 93 820 95 40 77 国 )? 90 300 100 30 400 注： 内平动齿轮减速器， 速器的质量含电机。 由图 2 可知， 内平动齿轮减速器 是由内齿轮 齿轮 的传动原理是：电机输 入旋转运动，外齿轮作平行移动，其圆心的运动轨迹是一个圆，与之啮合的内齿轮则作定轴转动。因为外齿轮作平行移动，所以称谓平动齿轮机构。齿轮的平行移动需要有辅助机构帮助实现的，可采用（ 612副）销轴、滚子作为虚拟辅助平动机构，也可以采用偏心轴作为实体辅助平动机构。内平动齿轮减速器的关键技术和关键工艺是组成平行四边形构件的尺寸计算及其要求的加工精度、轮齿主要参数的选择。这些因数都将影响传动的能力和传动的质量。总的说，组成本减速器的各零部件都要求有较高的精度，它们将决定着减速器的整体传动质量。 获得中国实用新型专利，专利号： ?本项目自 1995 年试制出第一台样机（功率 动比 I=32）后，陆续与一些厂矿合作，设计了下面几种不同功率、不同传动比的减速器。（ 1）电动推拉门用减速器，功率 550W，传动比 I=26，与电机连成一体。（ 2）搅拌机用减速器，功率 370W，传动比 I=17。（ 3）某军品用的两种减速器，一种功率 370W，传动比 I=一种功率 370W，传动比 I=103的二级传动减速器。（ 4）钢厂大包回转台减速器，功率 动比 I=64。（ 5）钢厂 辊道减速器，功率 动 I=11。在本专利的基础上，已研制出一种新型超大型减速器，功率可达 1000前正在研制超小型（外型尺寸为毫米级）的微型减速器 。 3 2 市场需求 分析 同平动齿轮减速器由于体积小，重量轻，传动效率高，将会节省可观的原料和能源。因此，本减速器是一种节能型的机械传动装置，也是减速器的换代产品。 ?本减速器可广泛应用于机械，冶金、矿山、建筑、航空、军事等领域。特别在需要较大减速比和较大功率的各种传动中有巨大的市场和应用价值。 现有的各类减速器多存 在着消耗材料和能源较多，对于大传动比的减速器，该问题更为突出。而本新型减速器具有独特的优点。由于减速装置在各部门中使用广泛，因此，人们都十分重视研究这个基础部件。不论在减小体积、减轻重量、提高效率、改善工艺、延长使用寿命和提高承载能力以及降低成本等等方面，有所改进的话，都将会促进资源（包括人力、材料和动力）的节省。 可以预见，本新型减速器在国内外市场中的潜力是很大的，特别是我国超大型减速器（如水泥生产行业，冶金，矿山行业都需要超大型减速器）大多依靠进口，而本减速器的一个巨大优势就是可以做超大型的减速器，完全 可以填补国内市场的空白，并将具有较大的经济效益和社会效益 4 毕业设计任务书 题目：设计一用于带式运输机传动装置中的同轴式二级圆柱齿轮减速器 一 传动装置总体设计 ： 1. 组成：传动装置由电机、减速器、工作机组成。 2. 特点：齿轮相对于轴承不对称分布，故沿轴向载荷分布不均匀，要求轴有较大的刚度。 3. 确定传动方案：考虑到电机转速高，传动功率大，将 V 带设置在高速级。 其传动方案如下： 1 电动机； 2 联轴器； 3 齿轮减速器； 4 带式运输机； 5 鼓轮； 6 联轴器 5 一 工作情况： 载荷平稳、单向旋转 二 原始数据 鼓轮的扭矩 T（ N m）： 850 鼓轮的直径 D（ 350 运输带速度 V（ m/s）： 速允许偏差（）： 5 使用年限（年）： 5 工作制度（班 /日）： 2 三 设计内容 电动机的选择与运动参数计算； 斜齿轮传动设计计算 轴的设计 滚动轴承的选择 键和连轴器的选择与校核； 装配图、零件图的绘制 设计计算说明书的编写 四 设计任务 减速器总装配图一张 齿轮、轴零件图各一张 设计说明书一份 五 设计进度 第一阶段：总体计算和传动件参数计算 第二阶段： 轴与轴系零件的设计 第三阶段：轴、轴承、联轴器、键的校核及草图绘制 第四阶段：装配图、零件图的绘制及计算说明书的编写 传动方案的拟定及说明 由题目所知传动机构类型为：同轴式二级圆柱齿轮减速器。故只要对本传动机构进行分 6 析论证。 本传动机构的特点是：减速器横向尺寸较小，两大吃论浸油深度可以大致相同。结构较复杂，轴向尺寸大，中间轴较长、刚度差，中间轴承润滑较困难。 电动机的选择 1 电动机类型和结构的选择 因为本传动的工作状况是：载荷平稳、单向旋转。所以选用常用的封闭式 Y（ 列的电动机。 2 电动机容量的 选择 Wd 工作机所需功率 1000W w 电动机的输出功率 所以 1000d 电动机到运输带的传动总功率为 轴承联齿轴承联 23 d 电动机转速的选择 选为同步转速为 1000r/电动机 方案 电动机型号 额定功率 步转速 r/定转速 r/量 N 总传动比 1 4 1500 1440 470 4 1000 960 730 4 750 720 1180 电动机型号的确定 7 由 (机械设计基础课程设计指导书 出电动机型号为 额定功率为 4载转速 960r/本符合题目所需的要求。 其参数如下： 计算传动装置的运动和动力参数 传动装置的总传动比及其分配 1 计算总传动比 由电动机的满载转速 工作机主动轴转速 确定传动装置应有的总传动比为： i nm/nw 38.4 i 8 2 合理分配各级传动比 由于减速箱是同轴式布置，所以 因为 i i 25， i1= 速度偏差为 时 ， 6 轴承旁联结螺栓直径 1d 1 与座联结螺栓直径 2d 2d =（ 承端盖螺钉直径 3d 3d =（ 10 视孔盖螺钉直径 4d 4d =（ 8 定位销直径 d d =（ 2d 8 1d ， 2d 至外箱壁的距离 1C 查手册表 11 2 34 22 18 2d 至凸缘边缘距离 2C 查手册表 11 2 28 16 13 外箱壁至轴承端面距离 1l 1l = 1C + 2C +（ 5 10） 50 大齿轮顶圆与内箱壁距离 1D 1D 15 齿轮端面与内箱壁距离 2D 2D d 10 箱盖，箱座肋厚 110 . 8 5 , 0 . 8 51m= 8 m= 9 轴承端盖外径 2D 轴承孔直径 +（ 5 3d 120（ I 轴） 112（ ） 175（ ） 轴承旁联结螺栓距离 S 2 120（ I 轴） 112（ ） 175（ ） 轴的设计计算 拟定输 入轴齿轮为右旋 ： 1 初步确定轴的最小直径 d 30 求作用在齿轮上的受力 99N n=337N 223N； 494N 685N 115N 3 轴的结构设计 1） 拟定轴上零件的装配方案 14 i. 轴用 于安装轴承 30307，故取直径为 35 轴肩用于固定轴承，查手册得到直径为 44 为小齿轮，外径 90 分隔两齿轮，直径为 55 v. 安装大齿轮，直径为 40 安装套筒和轴承，直径为 35 2） 根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度 1. 轴承宽度为 以长度为 2. 轴肩考虑到齿轮和箱体的间隙 12承和箱体的间隙 4以长度为 16 3. 为小齿轮，长度就等于 小齿轮宽度 90 4. 用于隔开两个齿轮，长度为 120 5. 用于安装大齿轮，长度略小于齿轮的宽度，为 83 6. 度为 44 4 求轴上的载荷 66 得轴承 30307 的 Y 值为 43N 89N 因为两个齿轮旋向都是左旋。 故： 38N 89N 15 5 精确校核轴的疲劳强度 1） 判断危险截面 由于截面 受的载荷较大，直径较小，所以判断为危险截面 2） 截面 侧的 M P 截面上的转切应力为 M P 由于轴选用 40质处理，所以 35 ， ， 。 综合系数的计算 由 6.1经直线插入 ，知道因轴肩而形成的理论应力集中为 ， ， 16 轴的材料敏感系数为 q， q， 故有效应力集中系数为 (1 (1 查得尺寸系数为 ， 扭转尺寸系数为 ， 轴采用磨削加工，表面质量系数为 ， 轴表面未经强化处理，即 1q ，则综合系数值为 碳钢系数的确定 碳钢的特性系数取为 ， b) 安全系数的计算 轴的疲劳安全系数为 SS 故轴的选用安全。 I 轴： 1 作用在齿轮上的力 37/2=89/2= 初步确定轴的最小直径 a 17 3 轴的结构设计 1） 确定轴上零件的装配方案 2）根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度 a) 由于联轴器一端连接电动机，另一端连接输入轴，所以该段直径尺寸受到电动机外伸轴直径尺寸的限制，选为 25 b) 考虑到联轴器的轴向定位可靠，定位轴肩高度应达 以该段直径选为 30。 c) 该段轴要安装轴承，考虑到轴肩要有 2圆角，则轴承选用 30207 型，即该段直径定为 35 d) 该段轴要安装齿轮，考虑到轴肩要有 2圆角，经标准化，定为 40 e) 为了齿轮轴向定位可靠，定位轴肩高度应达 5以该段直径选为46 f) 轴肩固定轴承，直径为 42 g) 该段轴要安装轴承，直径定为 35 h) 各段长度的确定 各段长度的确定从左到右分述如下： a) 该段轴安装轴承和挡油盘，轴承宽 段长度定为 b) 该段为轴环，宽度不小于 7为 11 c) 该段安装齿轮，要求长度要比轮毂短 2轮宽为 90为 88 d) 该段综合考虑齿轮与箱体内壁的距离取 承与箱体内壁距离取4用油润滑），轴承宽 为 e) 该段综合考虑箱体突缘厚度、调整垫片厚度、端盖厚度及联轴器安装尺寸，定为 57 f) 该段由联轴器孔长决定为 4218 4 按弯扭合成应力校核轴的强度 W=5 钢的强度极限为 75 ，又由于轴受的载荷为脉动的，所以 。 43)( 232 P M 1 作用在齿轮上的力 494/2=2247N 685/2= 初步确定轴的最小直径 a 3 轴的结构设计 1） 轴上零件的装配方案 2） 据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度 径 60 70 75 87 79 70 长度 105 3 9 19 5 求轴上的载荷 =. 弯扭校合 333 212 P M 滚动轴承的选择及计算 I 轴： 1 求两轴承受到的径向载荷 2 轴承 30206 的校核 2） 径向力 8212 1 3） 派生力 ， 4） 轴向力 由于 31， 所以轴向力为 223 当量载荷 由于 所以 X ， Y ， 1 0 由于为一般载荷，所以载荷系数 为 2.1当量载荷为 2)( 6） 轴承寿命的校核 20 6010 716 ： 2、 轴承 30307 的校核 1） 径向力 2 2 2） 派生力 432 ， 892 3） 轴向力 由于 1 0 8 11898921， 所以轴向力为 38， 894） 当量载荷 由于 所以 X ， Y ， 1 0 由于为一般载荷，所以载荷系数为 2.1 当量载荷为 0 5)( 4)( 5） 轴承寿命的校核 6010 716 ： 3、 轴承 32214 的校核 1） 径向力 2212 1 2 2 2） 派生力 ， 42 21 3） 轴向力 由于 0 91 1 1 41， 所以轴向力为 115， ） 当量载荷 由于 所以 X ， Y ， 1 0 由于为一般载荷，所以载荷系数为 2.1当量载荷为 1 7)( 0 1 1)( 5） 轴承寿命的校核 6010 716 键连接的选择及校核计算 代号 直径 （ 工作长度 （ 工作高度 （ 转矩 （ N m） 极限应力 （ 高速轴 8 760（单头） 25 35 2 8 80（单头） 40 68 4 间轴 12 8 70（单头） 40 58 4 191 速轴 20 12 80（单头） 75 60 6 8 11 110 （单头） 60 107 于键采用静联接，冲击轻微，所以许用挤压应力为 10 ， 根据挤压强度条件，键的校核 ， 上述键皆安全。 连轴器的选择 由于弹性联轴器 优点： 高刚性。 22 良好的柔性。 同步运转，无齿隙。 高强度铝合金，低惯量。 保养容易，无需润滑油及其它维修服务。 两种紧固方法：夹紧和螺钉紧固 所以考虑选用它。 二、 高速轴用联轴器的设计计算 由于装置用于运输机，原动机为电动机， 所以工作情况系数为 K ， 计算转矩为 但由于联轴器一端与电动机相连，其孔径受电动机外伸轴径限制，所以选用 其主要参数如下： 材料 称转矩 125轴孔直径 81 ， 52 轴孔长 2 ， 01 装配尺寸 5 半联轴器厚 8 （ 三、 第二个联轴器的设计计算 由于装置用于运输机，原动机为电动机，所以工作情况系数为 K ， 计算转矩为 8 其主要参数如下： 材料 称转矩 2000轴孔直径 321 轴孔长 42 ， 071 装配尺寸 0 23 半联轴器厚 8 （ 减速器附件的设计 十一 . 减速器的各部位附属零件的设计 . 窥视孔盖与窥视孔： 在减速器上部可以看到传动零件啮合处要开窥视孔 , 大小只要够手伸进操作可 以便检查齿面接触斑点和齿侧间隙 ,了解 啮合情况 放油螺塞 放油孔的位置设在油池最低处，并安排在不与其它部件靠近的一侧，以便于放油，放油孔用螺塞堵住并加封油圈以加强密封 ， 选用外六角油塞及垫片 油标 油标用来检查油面高度，以保证有正常的油量 带有螺纹部分的油尺，油尺上的油面刻度线应按传动件浸入深度确定。 可 选用游标尺 通气器 减速器运转时，由于摩擦发热 ,机体内温度升高，气压增大，导致润滑油从缝隙向外渗漏 ,所以在机盖顶部或 窥视孔上装通气器，使机体内热空气自由逸处，保证机体内外压力均衡，提高机体有缝隙处的密封性，通气器用带空螺钉制成 . 由于在室内使用，选通气器（一次过滤），采用 启盖螺钉 为了便于启盖，在机盖侧边的边缘上装一至二个启盖螺钉。在启盖时，可先拧动此螺钉顶起机盖；螺钉上的长度要大于凸缘厚度，钉杆端部要做成圆柱形伙半圆形，以免顶坏螺纹；螺钉直径与凸缘连接螺栓相同。 在轴承端盖上也可以安装取盖螺钉 ,便于拆卸端盖 装上二个螺钉 ,便于调整 . 24 定位销 为了保证剖分式机体的轴承座孔的加 工及装配精度，在机体联接凸缘的长度方向两端各安置一个圆锥定位销。两销相距尽量远些，以提高定位精度。如机体是对称的 ,销孔位置不应对称布置 . 环首螺钉、吊环和吊钩 为了拆卸及搬运，应在机盖上装有环首螺钉或铸出吊钩、吊环，并在机座上铸出吊钩。 调整垫片 用于调整轴承间隙 ,有的起到调整传动零件轴向位置的作用 . 密封装置 在伸出轴与端盖之间有间隙 ,必须安装密封件 ,以防止漏油和污物进入机体内 . 润滑与密封 一、 齿轮的润滑 采用浸油润滑，由于低速级周向速度为，所以浸油高度约为六分之一大齿轮半径，取为 35 齿轮油的选择 齿轮油用于润滑齿轮传动装置，由于齿轮传动装置的类型，工作条件不同，对齿轮油有不同的要求。齿轮油通常可分为车辆齿轮油和工业齿轮油两大类，车辆齿轮油主要用于各种车辆的变速箱、驱动桥传动齿轮的润滑；工业齿轮油主要用于冶金、矿山、水泥和化肥等厂矿机械中具有一般冲击、中等负荷以上的 正、斜齿轮的润滑。因减速器是闭式斜齿轮传动，所以减速器润滑剂类型应为工业齿轮油。 1 工业齿轮油的选择原则 2 工业齿轮油一般分为普通工业齿轮油、中负荷工业齿轮油和重负荷工业齿轮油三类。工业齿轮油的选择 原则一是根 据齿面接触应力、齿轮状况和使用工况选择工业齿轮油类型 。（ 见表 1；二是根据齿轮分度圆圆周速度选择齿轮油黏度，见表 2，根据查得黏度再去确定齿轮油的牌号。 ） 表 1 低速重载齿轮选油表（闭式齿轮） 齿轮种类 润滑方法 齿面应力 推荐用油类型 使用工况 传动齿轮，低于 350 机械油 一般传动齿轮 25 圆柱齿轮与圆锥齿轮 油浴润滑与循环润滑 动力齿轮 低负荷350 500 中负荷 500 1100 重负荷高于 1100 普通工业齿轮油 中负荷工业齿轮油 中负荷工业齿轮油 重负荷工 业齿轮油 一般齿轮 有冲击高温的齿轮 矿井提升，露天采掘高温有冲击的齿轮，船舶海港机械等。 冶金、轧钢、井下采煤、高温有冲击、有水部位的齿轮 表 2 齿轮油黏度荐用值 齿轮材料 强度极限 圆周速度 (m/s) 下 1 1 5 5 25 大于 25 50运动黏度 ( 塑料、铸铁、青铜 176 117 80 58 43 32 钢 470 1000 266 177 118 82 59 44 32 1000 1250 266 266 177 118 82 59 44 渗碳或表面淬火钢 1250 1580 444 266 266 177 118 82 59 二、 滚动轴承的润滑 由于轴承周向速度为，所以宜开设 油沟、飞溅润滑。 三、 润滑油的选择 齿轮与轴承用同种润滑油较为便利， 因为传动装置属于轻型的，且传速较低，所以其速度远远小于 5( 1 . 5 2 ) 1 0 . / m i nm m r ，所以采用脂润滑，箱体内选用 0号润滑，装至规定高度。 密封方法的选取 选用凸缘式端盖易于调整，采用闷盖安装骨架式旋转轴唇型密封圈实现密封。 密封圈型号按所装配轴的直径确定为（ F） F） 轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承的外径决定。 26 结果与讨论 分析减速器的结构 1、 拆卸减速器 按拆卸的顺序给所有零、部件编号，并登记名称和数量，然后分类、分组保管，避免产生混乱和丢失；拆卸时避免随意敲打造成破坏，并防止碰伤、变形等，以使再装配时仍能保证减速器正常运转。 拆卸顺序： 、拆卸观察孔盖。 、拆卸箱体与箱盖联连螺栓，起出定位销钉，然后拧动起盖螺钉，卸下箱盖。 、拆卸各轴两边的轴承盖、端盖。 、一边转动轴顺着轴旋转方向将高速轴轴系拆下，再用橡胶榔头轻敲轴将低、中速轴系拆卸下来。 、最后拆卸其它附件如油标、放油螺塞等。 2、分析装配方案 按照先拆后装的原则将原来拆卸 下来的零件按编好的顺序返装回去。 、检查箱体内有无零件及其他杂物留在箱体内后，擦净箱体内部。将各传动轴部件装入箱体内； 、将嵌入式端盖装入轴承压槽内，并用调整垫圈调整好轴承的工作间隙。 、将箱内各零件，用棉纱擦净，并塗上机油防锈。再用手转动高速轴，观察有无零件干涉。经检查无误后，合上箱盖。 、松开起盖螺钉，装上定位销，并打紧。装上螺栓、螺母用手逐一拧紧后，再用扳手分多次均匀拧紧。 、装好轴承小盖，观察所有附件是否都装好。用棉纱擦净减速器外部，放回原处，摆放整齐。 分析各零件作用、结构及类型： （ 1）、主要零部件： 、轴：主要功用是直接支承回转零件，以实现回转运动并传递动力。高速轴和中速轴都属于齿轮轴；低速轴为转轴、属阶梯轴。 、齿轮： 27 装配图设计 （一）、装配图的作用 作用：装配图表明减速器各零件的结构及其装配关系，表明减速器整体结构，所有零件的形状和尺寸，相关零
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